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2020 Fiscal Year Annual Research Report

ライトフィールド投影を用いた錯視の誘発によるシミュレーテッドリアリティの実現

Research Project

Project/Area Number 20H04230
Research InstitutionWakayama University

Principal Investigator

天野 敏之  和歌山大学, システム工学部, 教授 (60324472)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡部 孝弘  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (00396904)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords空間型拡張現実感 / ライトフィールド / 錯視 / ミラーワールド / シミュレーテッドリアリティ
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では,インターネットの次に来る技術を現実世界のすべてが一対一でデジタル化された「ミラーワールド(鏡面世界)」と考え,鏡面世界と現実世界を結びつける空間型拡張現実感によるシミュレーテッドリアリティの実現を試みる.具体的には, ライトフィールドの操作によって我々の物体知覚をどこまで騙すことができるか?, 知覚メカニズムを考慮することで光学限界をどの程度超えることができるか?を核心をなす学術的な問とし,「ドーム型ライトフィールド投影装置を用いた高品位な見かけのBRDF操作」と「錯視の誘発による光学限界を超えるシミュレーテッドリアリティ」について取り組んでいる.
2020年度は「ドーム型ライトフィールド投影装置を用いた高品位な見かけのBRDF操作」に関して,ドーム型ライトフィールド投影装置の設計と製作を予定していた.具体的には,Paul Devevecらが提案しているLight Stageように,操作対象を取り囲むようにLED照明を配置したドーム状の照明装置を構築することを目標としていたが,本研究で想定する見かけのBRDFを実現するためには空間分解能が不足することが明らかになったため,複数のプロジェクタを光源とし,多数の表面鏡を用いた反射によって光線場を生成する方法を採用した.
その後,装置の校正方法について検討を行い,ホモグラフィを用いてステージ上の光線マップ情報を算出する校正手法を確立した.これによって,任意方向から様々なパターンおよび色彩の照明が照射できる実験環境を実現した.また,校正結果の検証として,取得した光線マップ情報を用いて,ステージ上に視点ごとに色彩が異なる配光の光線投影を実現した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ライトフィールドの投影方法を変更しているが,この方法において装置を構築し,校正方法も確立した.これによって,ステージ上の投影点ごとに任意の配光の投影ができる環境が整った.このような変更はあったが,より効果的な手法が実現できたため問題はない.
しかし,コロナ禍の影響によって装置の製作や実装の着手が遅れ,評価実験が満足にできていない.また,2020年度には,物体表面の反射特性とBRDFモデルへの対応付方法の検討と,BRDFモデルのパラメータ操作による操作目標の設定方法の検討も行う予定であったが,これらの項目は実現できていない.

Strategy for Future Research Activity

近隣府県の緊急事態宣言発令に伴い,装置の製作やプログラムの実装,実験などが思うように実施できない状況が続いている.また,学会の多くがオンライン開催となっており,旅費が不要になることが多い.今後はこの状況を想定し,装置製作の外部委託などに研究費を割り当てる方法を検討する.さらに,シミュレーションなどを用いて理論的な考察や評価を行う,装置での実験や評価を後に行うなどの順序の調整を行うなど,効率的に研究をすすめる.

  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 複数のプロジェクタカメラシステムを用いた反射特性に基づく光学フィードバックによる視点依存の見た目の色彩操作2021

    • Author(s)
      吉岡 浩輝、天野 敏之
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      Volume: 26 Pages: 96~106

    • DOI

      10.18974/tvrsj.26.1_96

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Robust Reflectance Estimation for Projection-Based Appearance Control in a Dynamic Light Environment2021

    • Author(s)
      Akiyama Ryo、Yamamoto Goshiro、Amano Toshiyuki、Taketomi Takafumi、Plopski Alexander、Sandor Christian、Kato Hirokazu
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      Volume: 27 Pages: 2041~2055

    • DOI

      10.1109/tvcg.2019.2940453

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] グレア錯視を用いたプロジェクタの投影性能を超える輝き強調2020

    • Author(s)
      長田 慎司、松本 侑大、天野 敏之
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      Volume: 25 Pages: 422~431

    • DOI

      10.18974/tvrsj.25.4_422

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 反射解析に基づくライトフィールド投影による質感操作2020

    • Author(s)
      天野 敏之、村上 巧輝
    • Journal Title

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      Volume: 25 Pages: 117~126

    • DOI

      10.18974/tvrsj.25.2_117

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Illusory light: Perceptual appearance control using a projection-induced illusion2020

    • Author(s)
      Akiyama Ryo、Yamamoto Goshiro、Amano Toshiyuki、Taketomi Takafumi、Plopski Alexander、Fujimoto Yuichiro、Kanbara Masayuki、Sandor Christian、Kato Hirokazu
    • Journal Title

      Computers & Graphics

      Volume: 91 Pages: 129~140

    • DOI

      10.1016/j.cag.2020.07.008

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 偏光パターン投影によるシーンの成分分離2021

    • Author(s)
      新坂祐人 , 松岡諒 , 天野敏之 , 岡部孝弘
    • Organizer
      研究報告コンピュータグラフィックスとビジュアル情報学(CG)
  • [Presentation] Fast Separation of Specular, Diffuse, and Global Components via Polarized Pattern Projection2021

    • Author(s)
      Yuto Nisaka, Ryo Matsuoka, Toshiyuki Amano, Takahiro Okabe
    • Organizer
      IW-FCV2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A study on imperceptible projection for seamless appearance manipulation2020

    • Author(s)
      Raichi Kubo , Toshiyuki Amano
    • Organizer
      IDW'20 - The 27th International Display Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Compensated Appearance Manipulation for Eyesight Improvement2020

    • Author(s)
      Shiho Kunieda , Toshiyuki Amano
    • Organizer
      IDW'20 - The 27th International Display Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光学フィードバックを用いた揺らぎ生成による質感操作と可視化2020

    • Author(s)
      天野敏之
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2020 (OPJ2020)
    • Invited
  • [Presentation] Viewing-Direction Dependent Appearance Manipulation Based on Light-Field Feedback2020

    • Author(s)
      Toshiyuki Amano , Hiroki Yoshioka
    • Organizer
      EuroVR 2020: Virtual Reality and Augmented Reality
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance Design Assistance by Projector-Camera Feedback Simulation2020

    • Author(s)
      Taichi Kagawa , Toshiyuki Amano
    • Organizer
      EuroVR 2020: Virtual Reality and Augmented Reality
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] プロジェクションマッピングを用いたコントラスト向上照明の開発2020

    • Author(s)
      伊藤佑樹, 久野悠太, 明石行生, 天野敏之
    • Organizer
      2020年度照明学会全国大会
  • [Presentation] 見かけの補償制御による視覚補助の提案2020

    • Author(s)
      國枝 志帆, 天野 敏之
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム 2020
  • [Presentation] 投影感が生じないプロジェクションマッピングの検討2020

    • Author(s)
      久保 頼智, 天野 敏之
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム 2020

URL: 

Published: 2021-12-27  

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